Paradoksy czarnych dziur. Obserwacje naukowców rozwiewają wszelkie wątpliwości

W tym artykule:

1. Jest czarna, ale rozbłyska. Paradoksy czarnych dziur
2. Czarna dziura, czyli gdy tył jest z przodu
3. Echo rozbłysku czarnej dziury to potwierdzenie teoretycznych wyliczeń

Podczas obserwacji supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki odległej od nas o 800 milionów lat świetlnych astronom z Uniwersytetu Stanforda Dan Wilkins zauważył niezwykły widok. Po rozbłysku, które czasem towarzyszą czarnym dziurom, następowały kolejne, ale słabsze i o nieco innych długościach fali.

Tajemnicza rakieta uderzyła w Księżyc. Astronomowie już wiedzą, do kogo należała

Tajemnicza rakieta uderzyła w Księżyc z prędkością ok. 9650 km/godz. Do niedawna wszyscy sądziliśmy, że może to fragment rakiety nośnej Falcon 9 miliardera i założyciela SpaceX Elona ...

Takie echo to obraz promieniowania dochodzącego zza czarnej dziury. Tak twierdzą astronomowie, których pracę publikuje dziś „Nature”. Gdyby nie zakrzywienie czasoprzestrzeni, przewidziane przez ogólną teorię względności Einsteina, nie dobiegłoby w ogóle do naszych oczu.

Jest czarna, ale rozbłyska. Paradoksy czarnych dziur

Z czarnej dziury nie może się wydostać nawet światło. Taka zresztą jest jej definicja: to obszar, z którego prędkość ucieczki jest większa nawet od prędkości światła. Możemy jednak obejrzeć jej powierzchnię, spod której nic nie ma prawa się wydostać.

Materia krążąca wokół czarnych dziur, zanim wpadnie pod powierzchnię, jest rozpędzana do gigantycznych prędkości. To sprawia, że rozgrzewa się do temperatury milionów stopni i emituje promieniowanie.

Materia i promieniowanie uwięzione są w potężnym polu magnetycznym czarnej dziury. Podobnie jak w przypadku Ziemi czy Słońca, jej linie pola magnetycznego zbiegają się w okolicy biegunów. Stamtąd rozpędzone cząstki mogą uciekać w postaci charakterystycznych dżetów (strug). Nie wszystkie czarne dziury takie dżety emitują.

Wszystkie mogą rozbłysnąć, gdy linie pola magnetycznego wygną się tak mocno, że ulegną przerwaniu. Następuje wtedy gwałtowny rozbłysk promieniowania rentgenowskiego. Podobne zjawiska należą do najjaśniejszych we Wszechświecie. Taki właśnie rozbłysk zaobserwowali astronomowie w odległej galaktyce. I dostrzegli coś jeszcze.

Czarna dziura, czyli gdy tył jest z przodu

Gdy przyjrzeli się rozbłyskom dokładniej, stwierdzili, że towarzyszyły im kolejne – znacznie słabsze, w nieco innym zakresie fal. To światło, które dobiegło do nas z tyłu czarnej dziury. Bowiem czarne dziury mają jeszcze inną niezwykłą właściwość: pokazują, co się dzieje po ich stronie fizycznie dalszej od obserwatora.

Albert Einstein: 15 rzeczy, których nie wiedzieliście o tym wybitnym fizyku

Znamy go jako twórcę ogólnej teorii względności. Tymczasem Albert Einstein prowadził fascynujące życie. Oto 15 mniej znanych faktów z życia genialnego naukowca.

To skutek zakrzywienia czasoprzestrzeni, wynikający z teorii względności. Olbrzymia masa czarnej dziury zakrzywia czasoprzestrzeń tak, że dobiegają do nas fotony z odwróconej od nas strony. Gdybyśmy się znaleźli w takiej odległości od czarnej dziury, z tego samego powodu moglibyśmy oglądać własne plecy!

Efekt ten uwzględniły animacje supermasywnej czarnej dziury w filmie „Interstellar”. Krążący wokół niej dysk rozgrzanej i świecącej materii widać cały, choć zniekształcony, nawet gdy widzimy go „z przodu” a czarna dziura powinna go zasłaniać. Podobny efekt zaobserwowali właśnie astronomowie.

Echo rozbłysku czarnej dziury to potwierdzenie teoretycznych wyliczeń

Odkrycie takiego rentgenowskiego echa stanowi potwierdzenie teoretycznych wyliczeń fizyków. Są znane od czasów ogłoszenia ogólnej teorii względności przez Einsteina. Nie były jednak wcześniej potwierdzone obserwacjami.

– Pół wieku temu astrofizycy zaczęli spekulować, jak zachowują się pola magnetyczne wokół czarnych dziur. Nie mieli pojęcia, że pewnego dnia będziemy mieli możliwość bezpośrednich obserwacji. To oglądanie ogólnej teorii względności w akcji – mówi prof. Roger Blandford, fizyk ze Stanford University i współautor pracy.

Badacze mają nadzieję, że więcej okazji do obserwacji da im przyszła misja europejskiego satelity Athena (nazwa jest skrótem od Advanced Telescope for High Energy Astrophysics). Stanie się to jednak dopiero w 2031 roku. – Athena będzie mieć większe zwierciadło niż jakikolwiek teleskop rentgenowski przedtem i pozwoli nam na uzyskiwanie obrazów w lepszej rozdzielczości w krótszym czasie – tłumaczy Dan Wilkins.

Źródła: Eurekalert, Stanford University, Nature.

Naukowcy przypadkiem odkryli zaginiony skarb Montezumy

W 1981 r. w stolicy Meksyku odnaleziono wyjątkową złotą sztabkę. Czy tam właśnie może być ukryty skarb Montezumy i Azteków? Kim był Montezuma II i w jaki sposób przepadł jego legendarn...

Sensacyjna sekcja zwłok wieloryba. Pod płetwą znaleziono "ludzką" dłoń

Sekcja zwłok wieloryba, w której uczestniczył dr Mark Scherz. Zdjęcie, na którym trzyma ogromną pięciopalczastą dłoń, podbiło naukowego Twittera.

Jak zginął Michael Rockefeller? Zagadka śmierci amerykańskiego milionera rozwiązana

Michael Rockefeller miał zostać zjedzony przez papuaskich kanibali. O tej historii mówił cały świat. Co tak naprawdę wydarzyło się w 1961 roku?